Title

Cominuição de minérios de baixo e médio teor de ferro: Mineralogia e efeito do tamanho da amostra e do tempo no tamanho de partículas

Comminution of low-medium grade iron ore: Mineralogy and effects of sample mass and time on PSD

Authorship

SANTOS, MATHEUS FELIPE DOS; BARUSTAN, MUHAMMAD IRFAN AHADIAN; DONG, XUE FENG; CONNOLLY, PAUL RICHARD JOHN; CHEW, SHENG JASON; LONGBOTTOM, RAYMOND

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DOI

10.5151/2594-357X-44382

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Abstract

Este estudo investiga a cominuição de um minério de ferro de baixo e médio teor (depósitos em Pilbara/Austrália), quantificando como a massa da amostra e o tempo de moagem afetam a distribuição granulométrica (PSD) e aspectos mineralógicos. Dois conjuntos de ensaios foram realizados em um moinho de bolas: (i) variação de massa (1 a 5 kg) com tempo fixo e (ii) variação de tempo (1, 2, 4, 8, 16, 32 e 64 min) com massa fixa. A PSD foi obtida pela integração de peneiramento para ≥ 125 µm e difração a laser para < 125 µm, permitindo calcular D10, D50 e D80 e as frações mássicas por classes (< 45; 45–125; 125–500; 500–1000; > 1000 µm). Para o minério tal como recebido, realizou-se DRX em três faixas granulométricas (< 125, 125–1000 e > 1000 µm) e microscopia óptica para caracterizar as texturas e os diferentes minerais. Os resultados indicam redução monotônica de D80 com o tempo e sensibilidade mensurável dos valores de D à massa a 16 min, com cinéticas distintas de geração de finos entre classes de tamanho. A mineralogia por tamanho auxiliou a interpretar as trajetórias de PSD e a definir alvos de moagem compatíveis com liberação desejada para posterior pelotização. Concluiu-se que o tempo é o principal determinante da PSD, enquanto a massa de carga impacta o regime inicial e a eficiência de cominuição.

This study examines the comminution of a low-medium grade iron ore (Pilbara deposits), quantifying how sample mass and grinding time affect particle-size distribution (PSD) and mineralogical aspects. Two experimental sets were performed in a Bond Index Ball Mill: (i) varying mass (1 to 5 kg) at fixed time and (ii) varying time (1, 2, 4, 8, 16, 32, and 64 min) at fixed mass. PSD was obtained; by integrating sieving for ≥ 125 µm and laser diffraction for < 125 µm, enabling calculation of D10, D50, and D80 and weight fractions across size classes (< 45, 45–125, 125–500, 500–1000, > 1000 µm). For the as received ore, XRD was applied to three size ranges (< 125, 125–1000, > 1000 µm), and optical microscopy presented textures and mineral associations. Results show a monotonic decrease of D80 with grinding time and measurable sensitivity of D10, D50, and D80 to sample mass at 16 min, with distinct fines generation among size classes. Mineralogical analysis for different size fractions helped interpret PSD trajectories and supports selecting grinding targets consistent with liberation for subsequent pelletizing. It was concluded that time is the primary driver of PSD, while sample mass modulates the early transient regime and comminution efficiency.

Keywords

Cominuição, Distribuição Granulométrica, Minério de Ferro, Pilbara

Comminution, Particle-Size Distribution, Iron Ore, Pilbara